Inteligência Artificial na Caracterização de Pólipos Colorretais

Introdução Em todo o mundo, o câncer colorretal (CCR) é o 4º câncer mais frequente e a 3ª causa de morte relacionada ao câncer. Em Portugal, o CCR é a 3ª causa mais comum e a 2ª causa de mortalidade relacionada com o cancro. Na carcinogênese colorretal, os pólipos colorretais (adenomatosos ou serrilhados) são considerados lesões pré-malignas. A detecção de pólipos colorretais e a subseqüente ressecção são eficazes na redução da incidência e mortalidade do CCR e do risco de CRC de intervalo, e é o aspecto crucial da prevenção do CCR. Considerando a detecção de pólipos colorretais, há uma grande variação entre os endoscopistas em termos de habilidades para a detecção de adenomas, as principais lesões pré-malignas do CCR, traduzidas na taxa de detecção de adenomas (ADR). A RAM é considerada um marcador de inspeção cuidadosa da mucosa colorretal, traduzindo qualidade na colonoscopia, que está inversamente associada ao risco de CCR de intervalo ou morte relacionada ao câncer. No contexto da colonoscopia de rastreamento, a RAM mínima é de 25% para reduzir o risco de CCR intervalado e morte, sendo previsivelmente maior se for encontrado um teste de sangue oculto nas fezes positivo, embora o valor exato ainda esteja por ser elucidado. A taxa de detecção de pólipos serrilhados tem sido fortemente correlacionada com ADR.

Cerca de 50% dos pólipos pequenos são não adenomatosos e esses pólipos não apresentam potencial de malignidade, principalmente os pólipos pequenos, cujo risco de câncer é extremamente baixo (0-0,6%). A ressecção desses pólipos não adenomatosos pode aumentar os custos médicos e os riscos relacionados a complicações pós-polipectomia (sangramento, perfuração).

O diagnóstico óptico em tempo real por inteligência artificial pode melhorar o custo-benefício e a eficiência da colonoscopia como ferramenta auxiliar na tomada de decisão de quais pólipos devem ser ressecados e quais pólipos devem ser recuperados para caracterização histológica. No entanto, a sua aplicação prática implica um valor preditivo negativo ≥ 90% no diagnóstico óptico de forma a não ter implicações em termos de CCR de intervalo e questões médico-legais.

CAD EYE® (Fujifilm, Europa, Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Dusseldorf, Alemanha) é um programa de computador totalmente automatizado, que permite a detecção de pólipos colorretais, bem como sua classificação histológica usando a tecnologia de inteligência artificial usando aprendizado profundo, o chamado REilI. Quando aplicado em uma colonoscopia de alta qualidade, parece melhorar a taxa de detecção de pólipos e a ADR em tempo real, durante o curso da colonoscopia. De facto, a detecção de lesões difíceis continua a ser um dos grandes desafios na área da endoscopia nos últimos anos, particularmente para lesões planas, pólipos múltiplos e pólipos localizados na periferia da imagem. A detecção de pólipos colorretais é mostrada por 3 identificadores simultâneos, 2 visuais e 1 auditivo. Os identificadores visuais correspondem a uma caixa de detecção na zona dos pólipos suspeitos e a um semicírculo na periferia da imagem, correspondente ao quadrante onde se localizam os pólipos suspeitos. O estímulo auditivo corresponde a um sinal sonoro de volume ajustável emitido quando um pólipo suspeito é detectado. Quanto à caracterização ótica da histopatologia, os pólipos colorretais são classificados em 2 tipos, hiperplásicos (cor verde), que incluem pólipos hiperplásicos e serrilhados, e neoplásicos (cor amarela), para adenomas e adenocarcinomas. Além disso, permite realizar essa caracterização em 3 níveis de confiança e o mapeamento da posição da área suspeita.

Este sistema permite o armazenamento de vídeos relacionados com a detecção e caracterização de pólipos colorretais, uma das ferramentas de reconhecida qualidade em colonoscopia.

O modo de detecção de pólipos colorretais é realizado em modo de imagem de luz branca (WLI) ou Linked Color Imaging (LCI), enquanto a caracterização óptica é realizada em modo de imagem de luz azul (BLI), sem a necessidade de fixar ou ampliar a imagem. Esta ferramenta é amigável, simples, intuitiva e não interfere nas imagens da colonoscopia.

Objetivos

Objetivos primários

• Avaliar a precisão diagnóstica do diagnóstico auxiliado por computador usando o sistema CAD EYE® na caracterização óptica em tempo real de pólipos colorretais em comparação com a cromoendoscopia digital;
• Avaliar a precisão diagnóstica do diagnóstico auxiliado por computador usando o sistema CAD EYE® na caracterização óptica em tempo real de pólipos colorretais em comparação com a análise histopatológica.

Objetivos secundários

• Avaliar a precisão diagnóstica do diagnóstico auxiliado por computador usando o sistema CAD EYE® na caracterização óptica em tempo real de pólipos colorretais em termos de dimensão (≤5, 6-9mm e ≥10mm), localização e tipo histológico (hiperplásico, lesão séssil serrilhada , adenoma, adenocarcinoma);
• Avaliar a precisão diagnóstica do diagnóstico auxiliado por computador usando o sistema CAD EYE® na caracterização óptica em tempo real de pólipos colorretais de acordo com a experiência do endoscopista.

População e metodologia

Tipo de estudo Estudo de coorte observacional prospectivo

Tipo de amostra Número total de pacientes consecutivos submetidos à colonoscopia eletiva com preparo intestinal de alta qualidade (pelo menos dois pontos por segmento e pelo menos seis pontos no escore total do Boston Bowel Preparo), realizados no Departamento de Gastroenterologia do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra, E.P.E., Coimbra, Portugal, com pelo menos um pólipo colorretal identificado, independente da indicação para sua realização.

Desenho do estudo Todas as colonoscopias serão realizadas pelo endoscopista (estagiário e endoscopista experiente) usando o CAD EYE® no modo de detecção (WLI ou LCI), durante a recuperação da colonoscopia. Quando um pólipo suspeito é identificado pelo endoscopista, a caracterização óptica é realizada pelo endoscopista nos modos WLI e BLI, numa primeira fase e pelo CAD EYE® com BLI, numa segunda fase.

Plano de métodos Fase 1. Breve treinamento em cromoendoscopia virtual na caracterização de pólipos colorretais (WLI, LCI e BLI)

Fase 2. Sistema CAD EYE® aplicado durante a recuperação da colonoscopia:

2.1. Sistema CAD EYE® OFF: Cromoscopia virtual (BLI) - caracterização independente de um pólipo suspeito em WLI e BLI pelo primeiro endoscopista e pelo segundo endoscopista (registro iconográfico) 2.2. Sistema CAD EYE® ON: Modo de caracterização (BLI): Caracterização de um pólipo suspeito por CAD EYE® e, respectivamente, nível de caracterização (1 a 3) (registro iconográfico) Fase 3. Avaliação histopatológica (patologista com experiência gastrointestinal): Ressecção e recuperação de pólipo suspeito para caracterização anatomopatológica

Explicação detalhada das fases do Método Fase 1. Breve treinamento de cromoendoscopia virtual na caracterização de pólipos colorretais (WLI, LCI e BLI) O treinamento de cromoendoscopia virtual deve ser realizado online através da plataforma de e-learning BASIC (bli.eu/category/e-learning/ ). Esta formação deverá ser realizada por todos os participantes inscritos no projeto (estagiários e endoscopistas experientes) antes da sua aplicação prática, o que permitirá a aquisição de competências na caracterização da cromoendoscopia virtual de pólipos colorretais utilizando BLI. Além disso, uma breve revisão da classificação de Kudo do padrão de depressão dos pólipos colorretais deve ser realizada.

Fase 2. Avaliação de pólipos colorretais em tempo real - Caracterização óptica de pólipos colorretais A primeira abordagem na caracterização óptica de um pólipo identificado consiste na avaliação do pólipo, primeiro no modo WLI e depois no modo BLI, com CAD EYE® OFF . Essa avaliação deve ser realizada sistematicamente por dois endoscopistas independentes na sala de exame, e a avaliação de ambos deve ser registrada em folha de registro separada pelo endoscopista que não está realizando o exame. Os dois endoscopistas devem preferencialmente (mas não necessariamente) ser um endoscopista experiente e estagiário dos últimos anos, sendo obrigatória a presença de pelo menos um endoscopista experiente. A avaliação independente é garantida por uma abordagem faseada e registada: 1º passo - O 1º endoscopista (endoscopista que realiza a colonoscopia) solicita a avaliação do pólipo e registo escrito pelo 2º endoscopista (aquele que não está a realizar a colonoscopia) - avaliação cega porque o 1º endoscopista não verbaliza sua avaliação); 2º momento - quando o 2º endoscopista sinaliza que completou seu registro, o 1º endoscopista explicita verbalmente sua classificação, que é registrada pelo 2º endoscopista. Essa avaliação deve incluir o tipo histopatológico do pólipo (hiperplásico, adenoma, lesão serrilhada séssil ou outro tipo) e o grau de confiança da avaliação realizada (alto ou baixo). A classificação Kudo do padrão de poço também pode ser registrada (opcional).

Em seguida, o modo de caracterização óptica do CAD EYE® (CAD EYE® ON) no modo BLI deve ser ativado para avaliação da caracterização óptica do CAD EYE®, em pólipos hiperplásicos ou neoplásicos, bem como o nível de caracterização (graduado de 1 a 3 ). A avaliação do CAD EYE® também deve ser registrada pelo endoscopista da sala de exames que não estiver realizando a colonoscopia, em ficha própria.

Deve ser feito o registro iconográfico dos pólipos avaliados nos modos WLI e BLI e o vídeo de avaliação usando o CAD EYE® no modo de caracterização BLI.

Fase 3. Avaliação histopatológica (por patologista com experiência gastrointestinal) Após a detecção e caracterização óptica dos pólipos colorretais identificados, a sua ressecção deve ser realizada pela técnica mais adequada de acordo com o tamanho e tipo de pólipo (polipectomia a fórceps frio se dimensões <3mm), polipectomia com alça a frio se dimensão entre 3-10mm e polipectomia com alça diatérmica/ressecção mucosa endoscópica se lesões >10mm) e recuperação de pólipo colorretal para caracterização anatomopatológica. Cada pólipo colorretal deve ser recuperado em um frasco separado. Pólipos não recuperados não serão contabilizados para avaliação comparativa de caracterização óptica.

Análise estatística O desempenho diagnóstico do CAD EYE® será avaliado por comparação com o padrão ouro (caracterização histológica na fase de caracterização óptica), em termos de acurácia diagnóstica, sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo e valor preditivo negativo. A subanálise pode ser realizada em relação ao tamanho, localização e tipo histológico do pólipo, bem como à experiência do endoscopista.

Cálculo do tamanho da amostra Para um risco alfa de 0,05 e risco beta de 0,2 para um teste bilateral, será necessário incluir 197 pólipos colorretais assumindo que a relação diagnóstica pré-intervenção inicial é de 0,7 e a relação pós-intervenção final é de 0,82.

Resultados Esperados Espera-se que o novo sistema CAD EYE® tenha uma precisão diagnóstica na caracterização óptica de pólipos colorretais em torno de 78,4%, comparável a endoscopistas experientes (78,4% vs 79,6%) e superior a endoscopistas menos experientes (70,7% vs 79,6 %).(14) Assim, o novo sistema CAD EYE® permitirá a caracterização óptica com alta precisão impactando como uma ferramenta de tomada de decisão para o endoscopista em estratégias baseadas em diagnóstico óptico como "diagnosticar e deixar para trás" para pólipos diminutos de cólon sigmóide e reto com alto grau de confiança na histologia hiperplásica e "prever, ressecar e descartar" para pólipos diminutos.